Educational Codeforces Round 54 (Rated for Div. 2) D - Edge Deletion (最短路)

本文详细解析了Codeforces比赛中的D题,通过两种方法解决如何在原有图中选取最多k条边,形成新图,同时保持最短路径不变的问题。介绍了使用优先队列优化的Dijkstra算法和构建树后进行BFS遍历的方法。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

题目链接:http://codeforces.com/contest/1076/problem/D

题意:给你一张图G,n个点,m条边,然后再给出一个k,表示在原先的图中最多选k条边,组成新图G1。使得G1中所节点数最多,并且1到G1各点的最短路不变。

题解:这道题两种解法:

第一种先求出最短路的路径,用这个路径再建一个树,然后从1这个点bfs跑一边,输出前k条边即可。

第二种用优先队列优化的最短路,优先队列中用来松弛的边,一定是必选边,然后依次输出就是答案。

这道题需要用堆优化的dijkstra。

ac代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int MAXN = 3e5+5;
typedef long long LL;
const LL INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3f;

struct Edge
{
    int from, to; LL dist;       //起点,终点,距离
    Edge(int from, int to, LL dist):from(from), to(to), dist(dist) {}
};

struct Dijkstra
{
    int n, m;                 //结点数,边数(包括反向弧)
    vector<Edge> edges;       //边表。edges[e]和edges[e^1]互为反向弧
    vector<int> G[MAXN];      //邻接表,G[i][j]表示结点i的第j条边在edges数组中的序号
    int vis[MAXN];            //标记数组
    LL d[MAXN];              //s到各个点的最短路
    int p[MAXN];              //上一条弧

    void init(int n)
    {
        this->n = n;
        edges.clear();
        for (int i = 0; i <= n; i++) G[i].clear();
    }

    void AddEdge(int from, int to, int dist)
    {
        edges.emplace_back(from, to, dist);
        m = edges.size();
        G[from].push_back(m - 1);
    }

    struct HeapNode
    {
        int from; LL dist;
        bool operator < (const HeapNode& rhs) const
        {
            return rhs.dist < dist;
        }
        HeapNode(int u, LL w): from(u), dist(w) {}
    };

    void dijkstra(int s, vector<int>& ans, int k)
    {
        priority_queue<HeapNode> Q;
        for (int i = 0; i <= n; i++) d[i] = INF;
        memset(vis, 0, sizeof(vis));
        d[s] = 0;
        Q.push(HeapNode(s, 0));
        while (!Q.empty())
        {
            HeapNode x = Q.top(); Q.pop();
            int u = x.from;
            if (vis[u]) continue;
            vis[u] = true;
            ans.push_back(p[u]/2);
            for (int i = 0; i < G[u].size(); i++)
            {
                Edge& e = edges[G[u][i]];
                if (d[e.to] > d[u] + e.dist)
                {
                    d[e.to] = d[u] + e.dist;
                    p[e.to] = G[u][i];
                    Q.push(HeapNode(e.to, d[e.to]));
                }
            }
        }
    }
}gao;

int n, m, k;
int vis[MAXN];
int main()
{
    scanf("%d%d%d", &n, &m, &k);
    memset(vis, 0, sizeof(vis));
    gao.init(n);
    while (m--)
    {
        int x, y, w; scanf("%d%d%d", &x, &y, &w);
        gao.AddEdge(x, y, w);
        gao.AddEdge(y, x, w);
    }
    vector<int> ans;
    gao.dijkstra(1, ans, k);
    k = min(k, int(ans.size())-1);
    printf("%d\n", k);
    for (int i = 1; i <= k; i++)
        printf("%d%c", ans[i]+1, i==ans.size()-1?'\n':' ');
    return 0;
}

我的没用堆优化的超时代码:

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;
const long long maxn = 6e5  + 10;
const long long inf = 0x3f3f3f3f;
struct Edge{
	long long u;
	long long v;
	long long w;
	long long next;
	long long id;
}edge[maxn],newedge[maxn];

struct node{
	long long pos ;
	long long val ;
};
long long dist[maxn];
long long book[maxn];
long long vis[maxn];
long long head[maxn];
long long pre[maxn];
long long newhead[maxn];
long long n,m,k,tot,newtot;
queue<long long> que;


void addedge(long long u,long long v,long long w,long long xx){
	edge[tot].u = u;
	edge[tot].v = v;
	edge[tot].w = w;
	edge[tot].id = xx;
	edge[tot].next = head[u];
	head[u] = tot++;  
}
void addnewedge(long long u,long long v,long long w,long long xx){
	newedge[newtot].u = u;
	newedge[newtot].w = w;
	newedge[newtot].v = v;
	newedge[newtot].id = xx;
	newedge[newtot].next = newhead[u];
	newhead[u] = newtot++;
}

void bfs(){
	memset(vis,0,sizeof(vis));
	queue<long long> q;
	while(!q.empty()){
		q.pop();
	}
	while(!que.empty()){
		que.pop();
	}
	q.push(1);
	vis[1] = 1;
	while(!q.empty()){
		long long now = q.front();
		q.pop();
		for(long long i = newhead[now] ; i + 1; i = newedge[i].next){
			if(vis[newedge[i].v] == 0){
				vis[newedge[i].v] = 1;
				q.push(newedge[i].v);
				que.push(newedge[i].id);
			}
		}
	}
}

void D(){
	memset(pre,-1,sizeof(book));
	priority_queue<node> Q;
	pre[1] = 1;
	for(long long i = 0 ; i <= n ; i ++){
		dist[i] = inf;
	}
	for(long long i = head[1] ; i + 1 ; i = edge[i].next ){
		dist[edge[i].v] = edge[i].w;
		pre[edge[i].v] = edge[i].id;
	}
	dist[1] = 0;
	book[1] = 1;

	for(long long i = 2 ; i <= n ; i ++){
		long long minx = inf ;
		long long minpos = 0;
		for(long long j = 1 ; j <= n ; j ++){
			if(book[j] == 0 && dist[j] < minx){
				minpos = j;
				minx = dist[j];
			}
		}
		book[minpos] = 1;
		for(long long j = head[minpos] ; j + 1 ; j = edge[j].next){
			long long u = edge[j].u;
			long long v = edge[j].v;
			long long w = edge[j].w;
			if(dist[v] > dist[u] + w){
				pre[v] = edge[j].id;
				dist[v] = dist[u] + w;
			}
		}
	}
	if(k >= n){
		printf("%lld\n",n-1);
		for(long long i = 2 ; i <= n ; i ++ )
			printf("%lld ",pre[i]);
	}
	else {
		printf("%lld\n",k);
		for(long long i = 2 ; i <= n ; i ++ ){
			long long ans = 0;
			for(long long j = 0 ; j < tot ; j ++){
				if(edge[j].id == pre[i]){
					addnewedge(edge[j].u,edge[j].v,edge[j].w,edge[j].id);
					ans++;
				//	cout << edge[j].u << " " << edge[j].v << endl;
				}
				if(ans == 2) break;
			}
		}
		bfs();
	
		while(k--){
			printf("%lld ",que.front());
			que.pop();
		}
	}
}
int main(){
	memset(head,-1,sizeof(head));
	memset(newhead,-1,sizeof(newhead));
	scanf("%lld%lld%lld",&n,&m,&k);
	for(long long i = 1 ; i <= m ; i ++){
		long long u,v,w;
		scanf("%lld%lld%lld",&u,&v,&w);
		addedge(u,v,w,i);
		addedge(v,u,w,i);
	}
	if(k == 0){
		printf("0\n");
		return 0;
	}
	D();
	return 0;
}

 

"educational codeforces round 103 (rated for div. 2)"是一个Codeforces平台上的教育性比赛,专为2级选手设计评级。以下是有关该比赛的回答。 "educational codeforces round 103 (rated for div. 2)"是一场Codeforces平台上的教育性比赛。Codeforces是一个为程序员提供竞赛和评级的在线平台。这场比赛是专为2级选手设计的,这意味着它适合那些在算法和数据结构方面已经积累了一定经验的选手参与。 与其他Codeforces比赛一样,这场比赛将由多个问题组成,选手需要根据给定的问题描述和测试用例,编写程序来解决这些问题。比赛的时限通常有两到三个小时,选手需要在规定的时间内提交他们的解答。他们的程序将在Codeforces的在线评测系统上运行,并根据程序的正确性和效率进行评分。 该比赛被称为"educational",意味着比赛的目的是教育性的,而不是针对专业的竞争性。这种教育性比赛为选手提供了一个学习和提高他们编程技能的机会。即使选手没有在比赛中获得很高的排名,他们也可以从其他选手的解决方案中学习,并通过参与讨论获得更多的知识。 参加"educational codeforces round 103 (rated for div. 2)"对于2级选手来说是很有意义的。他们可以通过解决难度适中的问题来测试和巩固他们的算法和编程技巧。另外,这种比赛对于提高解决问题能力,锻炼思维和提高团队合作能力也是非常有帮助的。 总的来说,"educational codeforces round 103 (rated for div. 2)"是一场为2级选手设计的教育性比赛,旨在提高他们的编程技能和算法能力。参与这样的比赛可以为选手提供学习和进步的机会,同时也促进了编程社区的交流与合作。
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